Genes & CellsGenes & CellsГены и КлеткиGenes and Cells2313-18292500-2562Human Stem Cells Institute13372110.23868/202209009Original Study ArticlesОригинальные исследованияResearch ArticleInfluence of some metabolites from plants of the genus Petasítes sp. on cancer cells motility in vitroВлияние некоторых метаболитов из растений рода Petasites sp. на подвижность опухолевых клеток in vitroFilippovaS. Yu.ФилипповаС. Ю.
Russian Federation
filsv@yandex.ruShamovaT. V.ШамоваТ. В.
Russian Federation
filsv@yandex.ruTimofeevaS. V.ТимофееваС. В.
Russian Federation
filsv@yandex.ruSitkovskayaA. O.СитковскаяА. О.
Russian Federation
filsv@yandex.ruMezhevovaI. V.МежевоваИ. В.
Russian Federation
filsv@yandex.ruGnennayaN. V.ГненнаяН. В.
Russian Federation
filsv@yandex.ruNovikovaI. A.НовиковаИ. А.
Russian Federation
filsv@yandex.ruEninYa. S.ЕнинЯ. С.
Russian Federation
filsv@yandex.ruBurovO. N.БуровО. Н.
Russian Federation
filsv@yandex.ruZlatnikE. Yu.ЗлатникЕ. Ю.
Russian Federation
filsv@yandex.ruMezentsevS. S.МезенцевС. С.
Russian Federation
filsv@yandex.ruChernikovaE. N.ЧерниковаЕ. Н.
Russian Federation
filsv@yandex.ruPandovaO. V.ПандоваО. В.
Russian Federation
filsv@yandex.ruPozdnyakovaV. V.ПоздняковаВ. В.
Russian Federation
filsv@yandex.ruEzhovaM. O.ЕжоваМ. О.
Russian Federation
filsv@yandex.ruBakulinaS. M.БакулинаС. М.
Russian Federation
filsv@yandex.ruKhokhlovaO. V.ХохловаО. В.
Russian Federation
filsv@yandex.ruNational medical research center for oncologyНациональный медицинский исследовательский центр онкологииSouthern federal universityЮжный федеральный университет2509202217260632501202325012023Copyright ©; 2022, Eco-VectorCopyright ©; 2022, Эко-Вектор2022Eco-VectorЭко-Векторhttps://genescells.ru/2313-1829/article/view/133721

Secondary plant metabolites are a promising source of anticancer drugs. Of particular interest are substances that can reduce the migration activity of cancer cells as potential anti-metastatic drugs. In present work we study the influence of 2,4-dihydroxy-2,5-dimethylfuran-3(2H)-one, 5-(hydroxymethyl)furan-2-carbaldehyde and corinan obtained from plants of the genus Petasítes sp. on scratch healing rate of permanent cancer lines PC3, A431, CaCo2, HeLa, and T98G. Cells were grown in DMEM medium supplemented with 10% FBS. To perform a scratch test, cells were planted in an amount of 1,5×105 per well of a 24-well plate. After cell adhesion, a vertical scratch was applied to the cell monolayer with a plastic tip, after which the medium containing the test substances at a concentration of 40 µM was added. Then, within 48 hours, photographing and determining the scratch area were carried out. The degree of scratch overgrowth was determined as the ratio of the difference between the scratch areas after 48 hours of cultivation and the scratch area at the initial moment, expressed as a percentage. As a result of the experiment, it was shown that 2,4-dihydroxy-2,5-dimethylfuran-3(2H)-one downregulates scratch healing rate in cultures A431, HeLa, T98G. The high sensitivity of A431 to corinan was also shown.

Вторичные растительные метаболиты являются перспективным источником противоопухолевых лекарственных средств. Отдельный интерес представляют вещества, способные снизить миграционную активность раковых клеток, как потенциальные антиметастатические препараты.

Цель работы: оценка потенциала некоторых метаболитов из растений рода Petasítes sp. в качестве перспективных противоопухолевых веществ, подавляющих подвижность злокачественных клеток.

В работе исследовали влияние метаболитов: 2,4-дигидрокси-2,5-диметилфуран-3(2H)-один, 5-(гидроксиметил)фуран-2-карбальдегида и коринана, полученных из растений рода Petasítes sp., на степень зарастания дефекта клеточного монослоя в культурах постоянных клеточных линий: PC3, А431, CaCo2, HeLa и T98G. Клетки выращивали в среде DMEM, содержащей 10% FBS. Для проведения теста на зарастание дефекта клетки высаживали в количестве 1,5×105 на лунку 24-луночного планшета и культивировали до получения монослоя. На него пластиковым наконечником наносили дефект в виде вертикальной царапины и вносили среду с добавлением исследуемых веществ в концентрации 40 µM. В начале эксперимента и через 48 часов культивирования проводили фотографирование и определяли площадь дефекта. Степень зарастания дефекта рассчитывали как отношение разности площадей дефекта через 48 часов культивирования и начальным моментом к площади дефекта в начальном моменте, выраженное в процентах. В результате эксперимента было показано, что 2,4-дигидрокси-2,5-диметилфуран-3(2H)-один снижает степень зарастания дефекта в культурах A431, HeLa и T98G. Также была обнаружена высокая чувствительность культуры А431 к действию коринана.

plant secondary metabolitestumor cell culturesanti-migratory activityвторичные метаболиты растенийкультуры опухолевых клетокантимиграционная активностьKulinowski Ł., Luca S.V., Minceva M. et al. A review on the ethnobotany, phytochemistry, pharmacology and toxicology of butterbur species (Petasites L.). J. Ethnopharmacol. 2022; 293: 115263.Abdelfatah S., Böckers M., Asensio M. et al. Isopetasin and S-isopetasin as novel P-glycoprotein inhibitors against multidrug-resistant cancer cells. Phytomedicine 2021; 86: 153196.Heishima K., Sugito N., Soga T. et al. Petasin potently inhibits mitochondrial complex I-based metabolism that supports tumor growth and metastasis. J. Clin. Invest. 2021; 131(XVII): e139933.Lyu X., Song A.L., Bai Y.L. et al. Inhibitory effects of petasin on human colon carcinoma cells mediated by inactivation of Akt/mTOR pathway. Chin. Med. J. (Engl). 2019; 132(IX): 1071–8.Guo L., Kang J.S., Kang N.J. et al. S-petasin induces apoptosis and inhibits cell migration through activation of p53 pathway signaling in melanoma B16F10 cells and A375 cells. Arch. Biochem. Biophys. 2020; 692: 108519.Matsumoto T., Imahori D., Saito Y. et al. Cytotoxic activities of sesquiterpenoids from the aerial parts of Petasites japonicus against cancer stem cells. J. Nat. Med. 2020; 74(IV): 689–701.Zhang L., Hong Z., Zhang R.R. et al. Bakkenolide A inhibits leukemia by regulation of HDAC3 and PI3K/Akt-related signaling pathways. Biomed. Pharmacother. 2016; 83: 958–66.Soleimani A., Asadi J., Rostami-Charati F. et al. High Cytotoxicity and Apoptotic Effects of Natural Bioactive Benzofuran Derivative on the MCF-7 Breast Cancer Cell Line. Comb. Chem. High Throughput Screen 2015; 18(V): 505–13.Mizushina Y., Kamisuki S., Kasai N. et al. Petasiphenol: a DNA polymerase lambda inhibitor. Biochemistry 2002; 41(XLIX): 14463–71.Shin S.A., Moon S.Y., Kim W.Y. et al. Structure-Based Classification and Anti-Cancer Effects of Plant Metabolites. Int. J. Mol. Sci. 2018; 19(IX): 2651.Буров О.Н., Енин Я.С., Васильченко Н.Г. Выделение и определение перспективных вторичных метаболитов белокопытника гибридного Petasites hibridus (L.), обладающих противоорухолевой активностью. В: Тимошкина Н.Н., редактор. Молекулярно-генетические маркеры в диагностике и лечении онкологических заболеваний. Материалы Всеросс. научно-практ. конф.; 23 ноября 2018; Ростов-на-Дону, РФ. Таганрог: изд. ЮФУ; 2018. с. 28–30. [Burov O.N., Enin Y.S., Vasilchenko N.G. Isolation and determination of promising secondary metabolites of hybrid butterbur Petasites hibridus (L.) with antitumor activity. In: Timoshkina N.N., editor. Molecular genetic markers in the diagnosis and treatment of oncological diseases. Proceedings of all-Russian scientific and practical conference; 2018 Nov 23; Rostov-on-Don, Russian Federation. Taganrog: ed. SFedU; 2018. p. 28–30].Bukhari S.N.A., Ejaz H., Elsherif M.A. et al. Design and Synthesis of Some New Furan-Based Derivatives and Evaluation of In Vitro Cytotoxic Activity. Molecules 2022; 27(VIII): 2606.Mezhevova I.V., Filippova S.Yu., Timofeeva S.V. et al. Antimigratory effect of berberine in T98G, U87MG and primary glioma cell culture. J. Clin. Oncol. 2021; 39 Suppl 15: e15045.Chang Y.C., Nalbant P., Birkenfeld J. et al. GEF-H1 couples nocodazole-induced microtubule disassembly to cell contractility via RhoA. Mol. Biol. Cell 2008; 19(V): 2147–53.Wu X., Shen Q.T., Oristian D.S. et al. Skin stem cells orchestrate directional migration by regulating microtubule-ACF7 connections through GSK3β. Cell 2011; 144(III): 341–52.Kaverina I., Straube A. Regulation of cell migration by dynamic microtubules. Semin. Cell Dev. Biol. 2011; 22(IX): 968–74.Lu H., Chen J., Luo Y. et al. Curcolonol suppresses the motility of breast cancer cells by inhibiting LIM kinase 1 to downregulate cofilin 1 phosphorylation. Int. J. Oncol. 2018; 53(VI): 2695–704.Wu Z., Wang G., Xu S. et al. Effects of tetrandrine on glioma cell malignant phenotype via inhibition of ADAM17. Tumor Biol. 2014; 35(III): 2205–10.Филиппова С.Ю., Тимофеева С.В., Ситковская А.О. и др. Влияние берберина на энергетический фенотип клеток линий рака молочной железы. Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований 2021; 10: 42–6. [Filippova S.Yu., Timofeeva S.V., Sitkovskaya A.O. et al. Effect of berberine on the energy phenotype of breast cancer cell lines. International Journal of Applied and Basic Research 2021; 10: 42–6].